“晃電”指的是電網因雷擊、對地短路、重合閘、設備起動、發電廠故障及其他原因造成電網電壓短時失壓、電網電壓短時大幅度波動、短時斷電數秒等的電能質量事件。化工企業對系統供電可靠性的要求較高,一旦出現供電系統晃電,會引起保護設備欠壓誤保護、生產設備意外停機,致使生產線癱瘓、事故擴大,導致非常大的經濟損失,甚至對操作人員的安全構成威脅。
DCS、PLC等電機控制系統的工作電源由UPS電源接入,實現抗晃電的目的。電網正常工作時,給負載供電,同時給儲能電池充電;當市電欠壓或突然掉電時,UPS電源開始工作,由儲能電池給負載供電。
變頻器抗晃電有如下方法:
(1)取消變頻器低壓保護設置,設置快速重起動。該方法缺點是關鍵電機的停止、重起會影響生產的連續性和造成次品增加,另外低壓往往會表現為變頻器的過流保護,而取消過流保護會增加變頻器本身損壞隱患,因此,這種方式在連續性生產要求較高的石化企業很少使用。
(2)DC-BANK系統,主要應用于變頻電機和PLC/DCS 供電系統。電網正常時變頻器由交流母線供電,DC-BANK 系統處于熱備狀態;電網晃電或備自投切換時,電網電壓下降,轉換成由DC-BANK 向變頻器的直流母線供電,變頻器保持正常工作。其工作模式如圖3,單臺控制邏輯圖如圖4 所示。
以上海碩吉SJD101系列電動機保護器為例。為實現抗晃電功能,電動機保護器需帶有抗晃電模塊,將交流電輸入接在抗晃電模塊的輸入端,抗晃電模塊的輸出接到電動機保護器的輔助電源輸入端,電動機保護器的電壓測量信號取自接觸器上級,防止晃電時接觸器脫開,無法測得恢復電壓。線路正常供電時抗晃電模塊的內部儲能裝置處于儲能狀態,晃電期間由抗晃電模塊儲能設備向電動機保護器供電,維持電動機保護器正常工作。當系統電壓恢復到“重起動電壓”后,電動機保護器對晃電持續時間進行判斷,時間小于“立即重起動失電時間”立即吸合“輸出繼電7-8起動電動機;晃電時間長于“立即重起動失電時間”,而小于“允許失電時間”,執行延時重起動;晃電時間長于“允許失電時間”,不執行起動。
電動機保護器可以實現晃電立即重起動、失壓延時重起動、失壓時間過長閉鎖起動,并且帶有過載、斷相、堵轉、阻塞、過壓、欠電壓等全面的保護功能,可以確保電動機的平穩運行,并減少系統投資,在化工行業使用具有實際意義。